某橋重力式擋土墻傾斜原因及加固方案分析

王旭光

(沈陽市市政工程設計研究院有限公司 沈陽市 110015)

重力式擋土墻結構相對簡單，取材方便，在工程中得到廣泛應用，但重力式擋土墻在使用過程中也容易出現一些問題，比如擋墻開裂、外傾等在城市中極易引發安全隱患，因此對重力式擋土墻的檢測以及檢測后加固顯得尤為重要，通過工程實例，詳細論述檢測以及加固方案。

1 工程概況

沈陽市某橋，建于1986年。該橋為四層立交：路面為第一層；2層為兩座3跨簡支鋼梁橋；第3層由中央環島以及8條匝道組成；4層為多跨連續梁橋。2010年，該橋三層匝道橋和四層高架橋引道擋土墻均出現不同程度的傾斜現象。2010年對部分擋墻做了改造處理，重力式擋土墻處理范圍如下：三層匝道橋北引道2個節段，每節段20m；四層高架橋南引道3個節段，每節段18m；四層高架橋北引道2個節段，每節段18m。在施工過程中，由于交通壓力大，甲方、監理、設計、施工單位共同研究確定，僅對傾斜最嚴重的四層南引道東側擋土墻的2個節段和西側擋土墻的1個節段進行拆除重建。本次主要針對未改建的三層8#匝道140m長擋土墻進行論述。擋土墻平面位置和結構形式見圖1和圖2。

2 現場調查結果

2.1 外觀檢測結果

(1)墻身裂縫

通過對8#引道擋土墻進行外觀檢查發現，擋土墻墻身未見開裂現象，擋土墻外鑲面石灰縫無砂漿脫落現象出現。

圖1 擋土墻平面位置

圖2 現狀擋土墻結構形式(單位：cm)

(2)墻面外鼓

外鑲面石表面平整度較好，未見外鼓現象，用錘敲擊墻體，發出的聲音較悶，無空餉聲，說明外鑲面石與漿砌塊石未分離脫殼。

(3)墻面潮濕度觀測

擋土墻上部外鑲面石灰縫較下部潮濕，說明上部墻后填料含水量較下部大，墻后填料排水不暢。

(4)伸縮縫錯動觀測

8#匝道擋土墻共設置3道伸縮縫，現場檢測中肉眼可見伸縮縫有相對錯位，錯位量最大約1cm左右。

(5)墻頂鋪裝

8#擋墻附近引道鋪裝開裂嚴重，開裂寬度最寬處約3cm，且鋪裝向下凹陷。

2.2 墻頂水平位移監測結果

本公司自2010年在檢測過程中發現8#匝道擋土墻發生傾斜開始，持續對該擋土墻進行監測，監測數據見表1和圖3所示。由表1和圖3可知，自2010年以來，8#引道擋土墻傾斜狀況逐年增加且有加劇趨勢，傾斜差逐年增大，目前最大斜度1∶14，墻頂水平位移較2010年增加了12.7cm。

表1 8#匝道重力式擋土墻監測數據

圖3 8#匝道擋墻墻頂水平位移對比圖

2.3 擋墻檢測結論

根據外觀檢測結果和墻頂水平位移監測結果表明，8#擋土墻出現嚴重問題，擋墻處于危險狀態，需要立即處理。

2.4 擋墻傾斜原因分析

擋墻建成距今已有30多年，隨著使用年限的增加，引道路面發生破損，引道路面的積水慢慢滲入墻后填土，在冬季時由于擋土墻未設置泄水孔，水體排不出去，導致土體出現凍脹情況，墻后填土膨脹導致擋墻向外發生位移，引道擋土墻因此出現傾斜情況。日積月累、擋墻傾斜量逐年增加。擋土墻傾斜以后會使路面的開裂情況加劇，從而出現惡性循環的情況。

3 維修加固方案

3.1 方案一：擋土墻部分保留，墻后打預制樁，土體進行注漿加固

現場設置施工圍擋，圍擋高度不小于2.0m，將施工區域隔離。將原8#匝道分成兩部分，保留一排機動車道，將保留的機動車道與開挖部分之間采用鋼板樁加固，保證機動車道一側土體穩定。將外側車道部分挖開，拆除部分擋土墻。對原擋土墻墻后填土進行注漿加固，保證墻后填土穩定性。距路面頂部1.6m處設置現澆鋼筋混凝土板，板厚0.8m，板設置5%的橫坡，便于排水，并在板頂面做可靠防水層，并設置泄水孔。擋土墻墻后土回填，重新做防撞墻及匝道鋪裝。詳見圖4。

施工工藝：擋土墻墻后打支護樁→支護樁與擋土墻之間的填土進行注漿加固處理→現狀擋土墻局部拆除→現澆混凝土板及部分擋土墻墻身，墻身內預埋泄水孔，混凝土板上設置防水層→擋土墻后回填砂性土，局部重做引道路面，同時恢復照明、亮化及監控等設施。

圖4 方案一擋墻改造示意圖(單位：cm)

3.1.1方案優點

(1)打鋼板樁可在夜間進行施工，白天施工時僅占部分機動車道，對交通影響小；

(2)無需對現狀擋墻進行大規模處理，僅對擋土墻墻頂以下1.6m范圍進行拆除重建；

(3)增設鋼板樁后對墻后填土形成雙重防護；

(4)增設現澆混凝土板以后增加防撞墻的防撞能力，同時提高擋土墻的抗傾覆性；

(5)混凝土板上增設防水層后提高了擋土墻后的防水性能；

(6)墻身預埋泄水孔，增加擋土墻墻后土體的排水性能。

3.1.2方案缺點

(1)打支護樁時噪音大，對周圍環境有一定的影響；

(2)須打鋼板樁進行加固土體，造價會有一定提高。

3.2 方案二：擋土墻不拆除重建，采用錨桿加固

經過對擋墻外觀檢測，發現墻身并未開裂，也無起鼓現象，但墻身傾斜度已遠超規范要求，并且擋墻自身不具備排水功能，須立即對墻體進行加固。現場設置臨時施工圍擋，現場放樣進行鉆孔，鉆孔直徑13cm，孔深超過錨桿長度約50cm，清孔之后安放錨桿，并向孔內注漿，注漿壓力0.5～1.0MPa。待養護后進行錨固。在擋土墻墻身1m和2m處分別抽芯成孔，設置泄水孔，泄水孔直徑15cm，并用10cm直徑的塑料管做引流處理，塑料管與孔之間用細石混凝土填筑，保證密封性。詳見圖5。

施工工藝：搭設施工支架及平臺→測量錨孔位及傾角→錨桿鉆機就位→錨孔鉆進→清洗錨孔→鋼筋配合下料制作→錨筋安裝→注漿管安裝→錨孔壓漿豎向兩段全部完成后進行錨固。

3.2.1方案優點

(1)白天不影響交通，占用空間較小，可以避免夜間施工。

(2)采用錨桿加固造價相對較低；

(3)錨桿加固施工速度快，工期較短。

3.2.2方案缺點

由于現狀8#引道擋土墻為漿砌塊石結構，該種結構在采用對拉錨桿加固時鉆孔施工比較困難，而且在過程中容易對擋土墻體造成破壞，施工的難度較大，破壞效果無法準確估計，現狀擋土墻臺后為土體，錨固加固及錨固效果沒有巖體好，同時錨桿的防腐要求較高。

圖5 方案二擋墻改造示意圖

3.3 方案三：預制擋土墻無支護樁

在預制廠提前預制混凝土擋土墻部分，待預制擋墻滿足強度要求后，對現場擋墻進行開挖拆除，對基底夯實，安裝預制混凝土擋土墻，之后支模板，澆筑后澆帶，后澆帶混凝土強度不小于墻身混凝土強度。墻后分層回填，預埋泄水孔，重新澆筑防撞墻和引道鋪裝。詳見圖6。

施工工藝：現狀擋土墻拆除→預制混凝土墻身安裝→澆筑后澆帶→擋土墻后回填砂性土，局部重做防撞墻和引道路面，同時恢復照明、亮化及監控等設施。

3.3.1方案的優點

(1)新建擋土墻采用工廠預制，可以節省一定工期；

(2)處理徹底不存在安全隱患，施工的時間較短。

3.3.2方案缺點

施工時占用空間較大，施工時需要對交通進行全封閉。

圖6 方案三擋墻改造示意圖(單位：cm)

3.4 三種方案相互比較

對以上三種加固方案，通過造價、工期、交通影響、是否完全解決擋墻傾斜等四個方面進行比較，比較結果見表2。

表2 三種方案比較

4 結論

由于本橋位于交通要道，現場交通量較大，無法完全封閉交通，經過綜合比較，推薦方案一為本次擋土墻維修加固方案，該方案現場占用空間小，對現場交通影響相對較小，且加固效果明顯，可徹底解決擋土墻傾斜問題，但需要進行夜間施工，會產生一定噪音。

5 結束語

針對橋梁重力式擋土墻的病害進行檢測，通過檢測結果對擋墻病害的原因進行分析，提出三種維修加固方案，為日后橋梁擋墻出現相似病害維修加固提供參考。